2005年與2015年淮南市梅汛期2次暴雨過(guò)程對(duì)比分析

顏俊　趙銳　劉婷婷

摘要 利用加密降水資料和Micaps數(shù)據(jù)等資料，對(duì)2005年、2015年淮南市出現(xiàn)的2次持續(xù)性暴雨天氣進(jìn)行分析診斷。結(jié)果表明，2次暴雨過(guò)程具有不同分型的梅雨環(huán)流特征，環(huán)境物理量的時(shí)間和空間分析也表明2次暴雨過(guò)程具有迥異的環(huán)境物理量水平和垂直分布特征，在位溫、水汽、垂直速度、渦度等場(chǎng)分布特性方面有明顯的差異。

關(guān)鍵詞 暴雨；穩(wěn)定度；輻合；輻散；安徽淮南；2005年；2015年；梅汛期

中圖分類號(hào) P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）14-0224-03

淮南市地處淮河流域，暴雨引發(fā)的內(nèi)澇和洪澇是該地區(qū)最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，隨著城市建設(shè)及防洪設(shè)施建設(shè)的提升，短期內(nèi)的單場(chǎng)暴雨并不足以引發(fā)嚴(yán)重災(zāi)害，但持續(xù)性暴雨過(guò)程極易引發(fā)內(nèi)澇，區(qū)域性或流域性持續(xù)暴雨往往會(huì)引發(fā)嚴(yán)重災(zāi)害[1-2]?；茨鲜心瓯┯耆諗?shù)3.1 d，歷年6月25日前后進(jìn)入多雨期，入汛后一般會(huì)有1～2場(chǎng)暴雨過(guò)程[3-4]。因此，成功地預(yù)報(bào)連續(xù)性暴雨過(guò)程能在各級(jí)決策服務(wù)中發(fā)揮重要作用，但這也是預(yù)報(bào)的難點(diǎn)[5-6]。

近15年，淮河流域氣候背景有年代際的變化，2002—2008年淮南市處于多雨時(shí)期，2005年7月5—10日過(guò)程為流域性暴雨；2009—2016年淮南市處于少雨期，但2015年6月25—30日江淮東部區(qū)域性暴雨過(guò)程創(chuàng)下淮南本站6月降水大暴雨日數(shù)歷史極值，針對(duì)這2次持續(xù)暴雨過(guò)程進(jìn)行深入對(duì)比分析、理清思路，對(duì)強(qiáng)降水產(chǎn)生的物理成因充分認(rèn)識(shí)將對(duì)提升暴雨預(yù)報(bào)有重要意義[7-8]。

1 暴雨概況

2005年7月5日暴雨過(guò)程為流域性強(qiáng)降水過(guò)程，主要降水在沿淮，過(guò)程總降水量270～332 mm，6 d出現(xiàn)3場(chǎng)暴雨，其中1場(chǎng)大暴雨，最大雨強(qiáng)48.6 mm/h，出現(xiàn)在7月9日0：00。

2015年6月25日暴雨過(guò)程為區(qū)域性強(qiáng)降水過(guò)程，主要降水在安徽沿淮中東部區(qū)域，過(guò)程總降水量230～387 mm，6 d出現(xiàn)3場(chǎng)暴雨，其中淮南本站3場(chǎng)均為大暴雨，為市級(jí)本站6月歷史大暴雨日數(shù)極值，轄區(qū)3個(gè)國(guó)家站最大雨強(qiáng)53.1 mm/h，加密站最大雨強(qiáng)84.5 mm/h（八公山），出現(xiàn)在29日5：00，具體實(shí)況見(jiàn)表1。

2 暴雨過(guò)程物理量分析

2.1 環(huán)流特征分析

2.1.1 2005年7月5日持續(xù)暴雨。過(guò)程為典型的單阻梅雨形勢(shì)，阻高位于貝湖以西，烏拉爾山—巴湖、日本?！犹椎貐^(qū)均為寬廣的低槽區(qū)，不斷有冷空氣補(bǔ)充南下形成較強(qiáng)降水。200 hPa南亞高壓穩(wěn)定控制江淮大部，沿淮地區(qū)為高壓東北部北風(fēng)輔散區(qū)。副高處于東退略南壓中，其脊線維持在23°～26°N之間，冷暖空氣在沿淮形成了準(zhǔn)靜止切變線，強(qiáng)降水穩(wěn)定維持。

2.1.2 2015年6月25日持續(xù)暴雨。過(guò)程為雙阻梅雨形勢(shì)，西阻高位于烏拉爾山以東附近，東阻高位于雅庫(kù)茨克以東附近[9]。兩阻之間貝加爾湖東北邊為低壓槽，其后部西北有冷空氣南下，一支從巴爾克什湖附近的低槽中分裂南下；另一支從貝加爾湖南下。中緯度多短波槽活動(dòng)，不斷引導(dǎo)冷空氣南下，沿淮地區(qū)為西北氣流控制，對(duì)流層中高層冷空氣滲透明顯。2015年6月25日暴雨過(guò)程在28日前副高緩慢北抬，沿淮為暖式切變，29日副高南落，沿淮轉(zhuǎn)為冷式切變。圖1、2給出了2次過(guò)程500 hPa平均環(huán)流，分別符合單阻、雙阻梅雨形勢(shì)。

2.2 熱力條件分析

選取2個(gè)持續(xù)暴雨過(guò)程中降水突出時(shí)間段為個(gè)例作對(duì)比，分別沿117°E經(jīng)過(guò)淮南站作假相當(dāng)位溫θse疊加比濕q的經(jīng)向垂直剖面，時(shí)間點(diǎn)分別為2005年7月6日20：00、2015年6月29日20：00，見(jiàn)圖3。

2005年7月6日20：00中700 hPa以下淮南處于θse高能舌區(qū)中心值右側(cè)，同時(shí)也是濕舌區(qū)，低層高溫高濕；同時(shí)700 hPa附近出現(xiàn)中心值50的θse低能舌區(qū)及比濕低值區(qū)，說(shuō)明有干冷空氣侵入，低層高溫高濕、中層干冷，非常有利于對(duì)流產(chǎn)生，對(duì)應(yīng)此次過(guò)程不僅出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水（壽縣33.6 mm/h），同時(shí)地面出現(xiàn)大風(fēng)天氣。

2015年6月29日20：00中700 hPa（含）以下高能高濕，θse中心高值高于2005年7月6日20：00，但低能干區(qū)接近于500 hPa，同時(shí)θse中心低值高于2005年7月6日20：00低能中心值，說(shuō)明2015年6月29日20：00高能且濕層深厚，以短時(shí)強(qiáng)降水為主，實(shí)況2015年6月29日20：00出現(xiàn)最大小時(shí)雨強(qiáng)：淮南53.1 mm/h、鳳臺(tái)44.2 mm/h。

θse850-θse500：2005年7月6日20：00為18，2015年6月29日20：00為11，也說(shuō)明前者對(duì)流不穩(wěn)定更顯著。

2.3 水汽條件分析

沿32.6°N過(guò)淮南站作2個(gè)過(guò)程共4個(gè)時(shí)次的水汽通量散度緯向剖面，見(jiàn)圖4。

2005年7月6日20：00 116°E 925 hPa處水汽通量散度正值區(qū)對(duì)應(yīng)925 hPa弱反氣旋環(huán)流，左側(cè)107°N 850 hPa負(fù)值中心對(duì)應(yīng)一暖濕切變線，正上方115°N 700 hPa負(fù)值中心對(duì)應(yīng)700 hPa切變線，最右側(cè)負(fù)值區(qū)對(duì)應(yīng)850～925 hPa弱切變。隨著副高主體東退南壓系統(tǒng)向東南發(fā)展。至2005年7月7日8：00 850 hPa東段和西段負(fù)值區(qū)連通，切變線連通，700～925 hPa為一致水汽通量輔合區(qū)，500、1 000 hPa為水汽輻散區(qū)，這樣中層整層水汽輻合，高層、低層水汽輻散，有利于短時(shí)強(qiáng)降水和大風(fēng)出現(xiàn)，實(shí)況出現(xiàn)了33.6 mm/h強(qiáng)降水，同時(shí)地面有大風(fēng)。

2015年6月29日20：00位于112°E、32.6°N 700 hPa附近的水汽通量散度正大值中心對(duì)應(yīng)著該處700 hPa風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速的輻散，隨著高空槽東移，系統(tǒng)向東發(fā)展，正水汽通量散度中心向東并向低層發(fā)展達(dá)到117°E、32.6°N（接近淮南本站）850 hPa處中心值由12增加到18，對(duì)應(yīng)此時(shí)風(fēng)場(chǎng)該處850 hPa風(fēng)場(chǎng)有強(qiáng)風(fēng)速輻散，同時(shí)925 hPa以下轉(zhuǎn)為西南大風(fēng)為水汽通量散度負(fù)值區(qū)，低層負(fù)值中心配合中層有正值中心，水汽在低層輻合、中層輻散，強(qiáng)降水發(fā)生，從實(shí)況看淮南53.1 mm/h、鳳臺(tái)44.2 mm/h的強(qiáng)降水與水汽通量散度在剖面變化一致。endprint

2.4 動(dòng)力條件分析

沿117°E通過(guò)淮南站作2005年7月6日20：00和2015年6月29日20：00垂直速度疊加渦度的經(jīng)向剖面，具體見(jiàn)圖5。

2005年7月6日20：00垂直速度剖面700 hPa以下為下沉運(yùn)動(dòng)，上升運(yùn)動(dòng)高于500 hPa，上升中心有正渦度中心；由圖5可以看到，在上升中心右側(cè)有非常強(qiáng)的下沉中心并配合負(fù)渦度中心，地面可能將出現(xiàn)強(qiáng)的下沉氣流，如大風(fēng)等。

2015年6月29日20：00垂直速度剖面29°～36°N低層至高層均為垂直上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)流深厚，北邊和南邊分別有下沉中心，這種垂直速度場(chǎng)分布形成的反饋機(jī)制加強(qiáng)和維持了垂直上升運(yùn)動(dòng)，同時(shí)700～925 hPa有正渦度中心位于淮南站上空，進(jìn)一步加強(qiáng)了垂直運(yùn)動(dòng)。

2.5 云圖產(chǎn)品分析

云頂亮溫展示了對(duì)流發(fā)展程度，利用淮南站2015年6月29日19：00至2015年6月30日8：00每小時(shí)雨量與亮溫（TBB）對(duì)比，亮溫迅速下降即亮溫梯度加大的過(guò)程對(duì)流將發(fā)展。由圖6可知，2015年6月29日23：00—24：00亮溫迅速下降，2015年6月29日23：00出現(xiàn)53.1 mm/h雨強(qiáng)的強(qiáng)對(duì)流暴雨。因此，利用TBB可以追蹤對(duì)流發(fā)展，但TBB變化滯后雨量1 h左右，需利用多種手段來(lái)提前預(yù)判。

3 結(jié)論

（1）2次持續(xù)暴雨過(guò)程有典型梅雨環(huán)流特征，2005年暴雨過(guò)程為單阻型、2015年暴雨過(guò)程為雙阻型。

（2）位溫剖面表明，2005年暴雨過(guò)程700 hPa有干侵入，對(duì)流可能出現(xiàn)強(qiáng)下沉氣流；2015年暴雨過(guò)程700 hPa以下高能高濕深厚，同時(shí)500 hPa與850 hPa假相當(dāng)位溫差判斷兩者不穩(wěn)定強(qiáng)弱有一定指示意義。

（3）水汽分析表明，2005年暴雨過(guò)程為高層、低層輻散，中層輻合形勢(shì)，這種形勢(shì)短時(shí)強(qiáng)降水和地面大風(fēng)多有可能發(fā)生；2015年過(guò)程水汽在低層輻合，中層輻散，有利于強(qiáng)降水發(fā)生。

（4）垂直速度和渦度分析表明，2005年暴雨過(guò)程上升中心和渦度正中心位于500 hPa，上升對(duì)流弱于2015年暴雨過(guò)程，同時(shí)又伴有強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)中心和負(fù)渦度，近地面有強(qiáng)下沉氣流或大風(fēng)。2015年暴雨過(guò)程垂直速度和正渦度中心重疊度高且29°～36°N全為上升氣流，對(duì)流深厚，同時(shí)左右兩側(cè)有對(duì)稱的下沉氣流中心和負(fù)渦度中心，這對(duì)暴雨的環(huán)流發(fā)展、維持有正反饋。

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